2022-01-18 作者 :旋风数控网 围观 : 0次
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潜射弹道导弹是核武器,这个世界上只要是核武器就困难重重,不仅有技术上的困难还有政治上的困难!到目前为止,世界上公认拥有潜射弹道导弹的国家有5个,即中美俄英法。此外,一直爱搞笑的印度也宣称拥有了潜射弹道导弹,但是并未看到有任何实质性突破的新闻公布。倒是前不久,北边一个国家倒是公布了成功试射潜射弹道导弹的事情,不过目前还处于试验阶段,离服役还需要很长时间。而且很有可能会受到大国制裁,最终潜射弹道导弹只能流产。
政治上的困难就不说了,五大国是不允许有人碰蛋糕的,所以我们主要来聊聊技术上的困难。弹道导弹核潜艇在三位一体核打击体系中属于威胁性最大的一环,具备其他平台无法比拟的隐蔽性,可以打敌人一个措手不及。除此之外,核潜艇在国家战争时会立即离开母港,进入预定阵地潜伏,可以在核战争中存活下来,担负核报复和二次核打击任务。潜射弹道导弹是弹道导弹核潜艇的标配武器,和陆基洲际弹道导弹的区别在于需要使用核潜艇搭载,并实现水下发射。
实现洲际弹道导弹潜射的技术难点在于三个方面。
第一,弹体小型化。洲际弹道导弹射程上万公里,需要性能先进的火箭发动机推进,需要携带大量燃料以保证将其送出大气层,需要复杂的电子设备和导航仪器,还要携带可以携带多个核弹头的再入返航舱。这些设备加在一起,让洲际弹道导弹的体积相当巨大。以美国的民兵III陆基洲际弹道导弹为例,其弹体长度超过18米,至今1.67米,以目前人类核潜艇的体格,根本放不下,所以潜射洲际弹道导弹需要小型化。
核潜艇需要下潜到水底下,对抗巨大的水压,需要非常坚固的耐压艇壳。耐压艇壳的制造不仅需要屈服强度超高的钢材,还要可以卷曲大直径钢板的卷板机。这两个技术要同时实现,才有可能制造出性能出色的核潜艇。目前人类核潜艇直径最高水平已经超过12米,只有美国和法国的洲际弹道导弹的小型化可以基本达到这个水平。美国的三叉戟II导弹的小型化就比较出色,可以完全放进俄亥俄级弹道导弹核潜艇内,龟背非常小,是目前世界上最先进的核潜艇之一。
第二,导弹水下发射。洲际弹道导弹水下发射对深度有要求,不能下潜太深,只能在一定深度缓慢航行,在接到基地指令之后发射导弹。目前潜射弹道导弹的发射方式有两种,一种是湿式,发射前打开发射筒,海水灌入平衡内外压。这个时候导弹点火,利用发动机推力直接将导弹推出发射筒。第二种方式是干式发射,发射前利用燃气发生器产生高压燃气,将导弹弹出发射筒,利用惯性将导弹抛出水面,在空中点火发射升空。同时水柜充水,保证潜艇平衡。
第三,导弹在水中和出水时的姿态控制。潜射弹道导弹在发射时,核潜艇不是静止不动的,还有复杂的水流,导弹从发射筒离开之后,需要采用特殊的技术手段保证导弹在水中时姿态平稳。除此之外,导弹出水瞬间的姿态控制更是一大难题,如果不能保证出水时导弹姿态平衡,很有可能就是这样子▼。这是干式发射法,是美国的三叉戟II导弹,它出水之后点火,丢失重心,在空中转圈圈,最后自爆,宣告失败。
总得来说,要实现弹道导弹潜射,首先要将导弹小型化,塞进核潜艇狭小的空间。接下来经过摸索,研究出适合自己的水下发射技术。继而进行大量的分析,计算,模拟,收集相关数据,最后设计出一套导弹姿态控制系统。这三个技术难关随便一个都是目前世界军工领域内的顶级技术,解决一项都非常难。而要实现导弹潜射,需要都解决,更是需要融化运用,难度可想而知。目前世界上能够研制弹道导弹的国家不多,把导弹搬上潜艇更是少之又少,能够实现洲际弹道导弹潜射的国家更是只有一个巴掌。
纵观全球主流国家的潜射导弹研制历史,无一不是一把辛酸泪!由于我国薄弱的工业和科学基础以及潜射导弹的高技术含量,巨浪系列潜射导弹的研制过程尤其艰辛!即使是美国这样工业发达的国家,其第一代的北极星潜射导弹也是连续经历了6次失败后才最终在1959年成功试射!而苏联的第一枚潜艇水面导弹P-11早在1955年就问世,比美国还早4年,但是直到9年后的1964年,其真正具备潜射能力的SS-N-5导弹才宣告面世!
▲巨浪1导弹研制
潜射导弹由于必须在体积狭小的潜艇中发射,其体积必然不能太大,因此很难使用比冲低(单位能量),携带燃料过多的液体发动机导弹。美国从一开始就选择了固体火箭发动机作为自己潜射导弹的标配,发展到至今的三叉戟2,具备了体积小、射程远、载荷大的明显优势。而苏联因为固体燃料发动机技术较为落后,一直以来都是研发液体发动机潜射导弹,由于体积过于臃肿,因此苏联潜艇只能被造的又大又粗,但是携带的导弹数量却明显比美国要少,总体技术并不先进。
▲苏联台风级虽然采用了
P-39固体燃料导弹,但是技术上不成熟,体积仍然巨大
我国从一开始就认识到苏联液体导弹的道路行不通,选择了与美国一样的固体导弹道路,但是固体火箭发动机由于构造更加复杂,燃烧温度更高,技术含量也是与日俱增,我国虽然在之前研发过东风1、东风2两款固体燃料导弹,但是射程都没有超过1500千米,所以一切几乎都是从零开始。火箭发动机主要由点火装置、壳体、燃烧室、喷管这四部分组成,其原理就是固体燃料在燃烧室燃烧后向外喷射产生反作用力,而燃料燃烧会产生2500℃到3500℃的高温,当时我国在东风系列导弹上的耐热材料已经不足以支持新式潜射导弹的需要,因此必须重新研制,而这些合金材料的配方和成分必须经过一次次反复的计算、配比、试验,过程堪称炼狱级。
▲火箭发动机
解决了发动机壳体材料问题,还需要研制新型的固体燃料,潜射导弹体积小,携带的燃料不会很多,但是又必须要求推力大、射程远,因此高燃烧值的燃料是关键。固体燃料推进剂是由氧化剂、固体燃料(金属燃料或者硝化棉)、高分子粘结剂、燃烧稳定剂、燃速调节剂等混合搭配而成的,这其中每一种的成分和配比都需要经过长时间的研究而反复试验才能得到。而即使研制出固体燃料推进剂,如果要将是装入火箭壳体之内,还要经过微米级的高精度加工塑型,难度可想而知。
▲火箭推进剂整形
当然了,相对于潜射导弹的姿态控制,以上这些问题都是小儿科,潜射导弹从发射筒出筒后必须经过数十米的水下前行,就是这么一段小小的距离,需要经受洋流、暗涌、海浪等多种不同的流体因素影响,而这些因素几乎都是难以预测的。除此之外,导弹在出水瞬间还会因为阻力的剧烈减少而发生强烈的抖动,所以潜射导弹必须拥有自身的微姿态控制系统,而这个系统的控制必须依赖于海量的基础数据作为基础,稍微产生一点偏差就可能让导弹姿态失稳而爆炸,而计算这些理论数据本身就是一件海量工作,没有大型计算机的辅助,甚至可能需要数年。
▲巨浪2试验
即使造出了潜射导弹,由于发射时的诸多不确定性,很可能发射失败将潜艇直接炸毁,因此不可能像陆基导弹那样马上进行实弹试验,一般需要先在陆地或者浅海搭建一个模拟水体发射场,现在这里进行模拟发射,模拟发射成功之后,再制作模型弹在潜艇上进行真实环境条件发射。只有当这两种发射全部成功,才能再进行实弹实艇的试射,这三种发射的每一次都很可能失败,只有在一次次的失败中不断总结经验,不断积累数据,不断进行微调补漏,最后才能得到一款成熟的具备实战能力的潜射导弹!
▲法国M51潜射导弹陆台试验
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